Le rôle de la distance dans l'organisation des pratiques et des paysages agricoles : l'exemple du fonctionnement des exploitations laitières dans l'arc atlantique

International audienceIn the areas with a dairy production and in a hedgerow landscape surrounding, the farms appear as the elementary units of the structuration of rural spaces and landscape. The study of the logics of organization of the farmers' practices thus appears as a pertinent grid to analyse the dynamics of the transformations of agricultural spaces and landscapes. For the dairy farms of the Western Atlantic Europe, the factors linked to the morphology of the fields play a dominating part (plots pulverization, acreage of the farm). From this angle, the analysis of the part played by the distance of the fields from the farm buildings itself as far as the organization of the farmers' practices is concerned, takes on a central place. How can we take this distance into account and measure it too?The methods coming from the development of the Geographical Information Systems bring along, in this field, interesting advances. Making a grid based on distance criteria to read farmers' practices highlights the diversity of land use organization of dairy farms in various agricultural and spatial contexts (Galicia, Normandy and England). This diversity then sends back to the dynamics of changes of agricultural systems relating to the land concentration (increase of the farms' size, land consolidation), relating to the production system (specialization, intensification) and relating to the farms functioning (mechanization, automation, development of cooperative societies).Dans les régions laitières et bocagères, les exploitations agricoles sont souvent considérées comme les unités élémentaires de structuration de l'espace et du paysage rural. L'étude des logiques d'organisation des pratiques des agriculteurs apparaît ainsi comme une grille d'analyse pertinente des dynamiques de transformation de ces espaces et de ces paysages. Dans les exploitations laitières de l'Ouest Atlantique, les facteurs liés à la morphologie parcellaire (pulvérisation spatiale des parcelles, surface de l'exploitation) jouent un rôle prépondérant. Dans cette perspective, l'analyse du rôle de l'éloignement des parcelles par rapport au siège d'exploitation dans l'organisation des pratiques des agriculteurs revêt une place centrale. Comment prendre alors en compte et mesurer cet éloignement ? Les méthodes issues du développement des systèmes d'information géographique apportent, dans ce domaine, d'intéressantes avancées. La construction d'une grille de lecture des pratiques des agriculteurs, suivant le critère de la distance, permet en effet de mieux comprendre la diversité des modes d'organisation spatiale des exploitations laitières, et ce, dans des contextes agricoles et territoriaux très variés (Galice, Normandie et Angleterre). Cette diversité renvoie enfin aux dynamiques de transformation foncières (agrandissement, remembrement), productives (spécialisation, intensification) et fonctionnelles (mécanisation, automatisation, développement des organisations sociétaires) des systèmes agricoles

Réconcilier production et conservation dans les paysages agricoles: importance de l'hétérogénéité

International audienceHomogenisation of agrolandscapes is one of the causes of biodiversity loss. Agrolandscapes can be described by the proportion of land uses and their spatial arrangement. If the proportion of land uses has strong implications on the productive performance of farming systems, the spatial arrangement of land uses seems to be an important way to improve ecological performances at landscape scale with minor production loss. The objective of this study was to asses the relative effects of the proportion of land uses and their spatial arrangement on ecological dynamics. We focused on the conservation of lapwings (Vanellus vanellus) in grassland landscapes. We developed a modelling approach linking grass dynamics in grazed and mown grasslands to lapwing population dynamics. We tested contrasting landscapes composed of different pairs of land uses depending on whether they compensate or complement each other. Our results show that the proportion of land uses is the first driver of population dynamics. Spatial arrangement of land uses in the landscape is an important although secondary driver of bird population trends. Managing the spatial arrangement of land uses could therefore be an important target of conservation policies. We finally discuss the importance of heterogeneity in conciliating production and biodiversity conservation

Biodiversité et services rendus à l’agriculture. Principaux enseignements de différents dispositifs de recherche récents et actuels en Midi-Pyrénées

Dans le canton d’Aurignac, des chercheurs de l’Institut national de la recherche agronomique et de l’Institut national polytechnique de Toulouse travaillent depuis une trentaine d’années sur l’agriculture, les paysages et la biodiversité. Les paysages agricoles étudiés sont caractérisés par une agriculture de polyculture élevage et la présence de petits bois. Ces paysages agri-forestiers constituent un site d’étude à long terme qui est reconnu au niveau national et européen

Prédiction des services écosystémiques dans les bois agricoles à partir d’images hyperspectrales

Les services écosystémiques sont devenus un enjeu social, écologique et économique majeur dans le monde. Les forêts des paysages agricoles offrent des services précieux bien qu'ils soient souvent sous-estimés et mal utilisés. Cependant, une cartographie précise de ces services à grande échelle reste difficile. Des données de télédétection permettent aujourd’hui d’envisager cette cartographie. Nous avons évalué la contribution des indices de végétation calculés à partir d'images hyperspectrales à haute résolution spatiale pour la prévision de services écosystémiques par rapport aux résultats fondées sur la couverture terrestre. 28 parcelles forestières ont été échantillonnées et des images hyperspectrales aéroportées ont été acquises pour la zone d'étude, à une résolution de 2 m. Habituellement, les indices de végétation dérivés de l'hyperspectral à l’échelle du paysage (buffer spatial autour de l’objet considéré) sont réduits en utilisant des statistiques descriptives (moyenne, écart-type, valeurs minimales et maximales). Cependant, cette approche peut perdre beaucoup d'informations, en particulier à l'échelle des paysages, où plusieurs objets avec différentes signatures spectrales sont présents. Nous proposons une description du paysage hyperspectral basée sur la répartition complète des indices de végétation à travers les paysages. Nous avons utilisé les modèles de mélange gaussien (GMM) pour modéliser la distribution des pixels dans chaque paysage et introduit une distance L2 entre ces mélanges. Cette distance est utilisée dans l’algorithme des plus proches voisins pour prédire les niveaux de services. La qualité des prédictions a été comparée entre trois représentations de paysage: occupation des sols, statistiques descriptives de données hyperspectrales et description de données hyperspectrales basées sur GMM

Modélisation du mouvement des chevreuils dans un paysage bocager simulé : premiers résultats, projets

Les tiques, dont Ixodes ricinus, espèce la plus répandue en Europe, sont vecteurs de nombreux agents pathogènes, protozoaires, bactéries ou virus, qui peuvent être responsables de maladies touchant l’Homme (Borreliose de Lyme) ou l’animal(babésiose bovine). En vue d’identifier les zones à risque vis-à-vis de ces maladies, il est important de connaître la distribution spatiale des tiques. Cette distribution dépend d’une part des conditions locales de température et d’humidité, d’autre part des mouvements des hôtes des tiques(Estrada-Peña, 2002). Les chevreuils sont notamment reconnus pour influencer fortement la densité de tiques(Ruiz-Fons et Gilbert 2010) et se déplacer sur de longues distances. Dans le cadre de l’estimation spatiale des risques, il est nécessaire de disposer d’un modèle de déplacement des hôtes en fonction des caractéristiques du paysage, dont le développement n’a pas été réalisé à ce jour. Dans un premier temps, une approche théorique a été privilégiée. Un modèle du paysage a été développé via une tesselation de Voronoï et un processus de marquage. Au sein de ce paysage modélisé, le mouvement du chevreuil est modélisé par des équations différentielles stochastiques. Ce mouvement se décompose donc en deux termes : un de dérive, qui dépend d’une fonction de potentiel reliée aux différents habitats qui composent le paysage, et un terme de diffusion. A partir d’une première fonction potentielle, il est donc possible de simuler le déplacement d’un individu dans un paysage modélisé. Les développements actuels visent dans un premier temps à tester différentes fonctions de potentiel en fonction de nos connaissances sur le comportement du chevreuil. L’étape suivante consistera à développer des méthodes d’inférence afin d’estimer les paramètres à partir de données simulées ou observées. Par la suite le prototype obtenu pourra être utilisé pour tester l’influence des caractéristiques du paysage sur le mouvement des chevreuils. Enfin, un couplage avec un modèle de dynamique de population de tiques (Hoch et al, 2010) fournira des aires de répartition simulées des vecteurs

Modélisation conceptuelle de l’influence de l’hétérogénéité du paysage et des pratiques agricoles sur les services de pollinisation et de régulation biologique par conservation, et leurs interactions

Dans le cadre du développement de l’agroécologie, une forte demande est placée dans les services de régulation rendus par la biodiversité que sont le contrôle biologique des ravageurs et la pollinisation. Les processus écologiques en jeu dans la réalisation de ces services interviennent à différents niveaux d’organisation : la parcelle, son environnement immédiat, le paysage et le contexte régional. De plus, ces services sont délivrés par des espèces mobiles et dotées de cycles de vie. Il est donc essentiel de prendre en compte les dimensions spatiales et temporelles et les différents niveaux d’organisation en jeu lors de l’élaboration de stratégies de gestion des espaces agricoles. Ces stratégies devraient être fondées sur la connaissance des apports spécifiques de chaque habitat, à la fois pour les insectes ravageurs, auxiliaires et pour les pollinisateurs. Il est probable que ces apports soient différents selon la guilde considérée, et qu’ils varient dans le temps, selon le cycle de vie des individus. Des problématiques de synergies et d’antagonismes peuvent alors apparaitre à travers les choix d’allocation et de gestion des espaces semi-naturels et de pratiques agricoles (allocation spatiotemporelle des cultures et conduite de celles-ci). Il existe une littérature importante explorant le rôle de la biodiversité et des services qu’elle rend dans les agroécosystèmes. Ces connaissances fournissent potentiellement un cadre d’analyse des processus écologiques en jeu dans la réalisation des services de régulation biologique et de pollinisation. De plus, de nombreux travaux se sont attachés, notamment au travers de méta-analyses, à estimer l’influence de l’hétérogénéité du paysage et des pratiques agricoles sur ces services, et ont démontré leur importances (Chaplin-Kramer et al. 2011; Kremen et al. 2004). L’objectif de ce travail est de présenter la démarche d’intégration et formalisation des connaissances pour le développement d’un modèle conceptuel des facteurs liés au paysage et de leur influence sur la régulation biologique des ravageurs, la pollinisation et les interactions entre ces services qui en découlent. Nous présenterons un formalisme original utilisé pour réaliser cette synthèse, le Fuzzy Cognitive Mapping (FCM) (Özesmi & Özesmi 2004). Les fuzzy cognitive maps sont une application des cartes cognitives, permettant de décrire des réseaux de relations orientées et quantifiées entre plusieurs entités et de simuler le comportement du système en réaction à des modifications des variables. Ce formalisme sera utilisé ici pour déterminer comment et à travers quels processus la composition et la configuration du paysage et les pratiques agricoles influencent les services de biocontrôle par conservation des ravageurs et de pollinisation des cultures. Ce modèle conceptuel est destiné à servir de support au développement d’un module de simulation dynamique et spatialisée des niveaux de services en relation avec l’hétérogénéité du paysage et les pratiques agricoles. Ce module sera développé dans la plateforme multi-agent MAELIA (http://maelia-platform.inra.fr/) afin d’explorer des scénarios de gestion des espaces agricoles

Utilisation des séries temporelles d’images Sentinel-2 pour la cartographie de l’occupation du sol dans un contexte de modélisation de la biodiversité

La connaissance de l’occupation du sol actualisée est une donnée essentielle pour de nombreuses applications scientifiques et opérationnelles. À ce titre, il s’agit d’une donnée permettant de dériver plusieurs variables essentielles de biodiversité, telles que l’étendue et la fragmentation des écosystèmes ainsi que la structure paysagère, variables fortement reliées au potentiel de biodiversité d’un paysage (Skidmore et al., 2015). Elle représente une donnée d’entrée essentielle des modèles prédictifs ou de simulation paysagère développées en recherche en écologie du paysage. À l’heure actuelle, il existe plusieurs jeux de données d’occupation du sol de référence, comme Corine Land Cover (CLC) à l’échelle européenne ou la BD TOPO® de l’IGN à l’échelle nationale française. Ces deux jeux de données permettent de décrire l’occupation du sol de manière exhaustive et harmonisée sur de larges étendues géographiques. Cependant, la faiblesse de CLC réside dans sa fraîcheur temporelle, à savoir que sa diffusion intervient tardivement par rapport à la période temporelle qu’elle décrit. Si CLC dispose d’une typologie très détaillée, intégrant des notions d’usage du sol, la BD TOPO®, si elle décrit précisément les éléments permanents du paysage, n’identifie pas différentes classes annuelles du paysage telles que les cultures. L’avènement récent de la mission spatiale Sentinelle-2 qui fournit de séries temporelles d’images satellites, à forte capacité de revisite (5 jours) et une résolution spatiale décamétrique sur l’ensemble de la surface terrestre, ouvre ainsi de nouvelles opportunités dans la cartographie de l’occupation du sol actualisée à grande échelle. Dans ce sens, le CESBIO avec des contributions de l’UMR Dynafor, dans le cadre du centre d’expertise scientifique « Occupation du Sol » (CES OSO) du Pôle Thématique Surfaces Continentales THEIA a développé une chaîne opérationnelle de classification supervisée automatique d’images Sentinelle-2 et Landsat-8 (iota2) produisant une cartographie de l’occupation du sol actualisée. L’occupation du sol est décrite grâce à 17 classes, couvrant les grands ensembles paysagers (urbain, agricole et semi-naturel), à une résolution spatiale de 10 m et une unité minimale de collecte de 0.01 ha (UMC). La précision globale proche de 90% permet son utilisation tant dans des contextes opérationnels et scientifique d’aide à la décision (Inglada et al., 2017). Cette présentation décrira, dans une première partie, les caractéristiques de ce produit cartographique, de sa méthode de production et de sa qualité statistique. Dans une seconde partie, la question de l’incertitude spatiale de cette carte d’occupation du sol sera abordée. Une comparaison avec un jeu de données d’occupation du sol digitalisé manuellement sera présentée au travers d’une modélisation spatialisée espèce-habitat fondée sur la surface, l’hétérogénéité et la connectivité forestière d’un paysage agricole pour expliquer la richesse spécifique de syrphes (ordre des mouches) (Herrault et al., 2016). Les résultats tendent à montrer un effet négligeable de l’incertitude spatiale sur les performances du modèle alors qu’en parallèle le recours à la cartographie par télédétection de l’occupation du sol permet d’envisager une analyse plus systématique de l’effet de la matrice paysagère dans son ensemble sur la biodiversité

La fabrication des paysages par les éleveurs laitiers : le cas de l'Ille-et-Vilaine

Les paysages agricoles sont analysés à partir de leur perception et de leur construction par les agriculteurs. Ils ont été envisagés comme des cadres de vie, résultant de dynamiques naturelles et de pratiques humaines. La variabilité des comportements paysagers des agriculteurs a été analysée en fonction du modèle de développement agricole adopté par l'exploitant, des caractéristiques de son système d'élevage, et cela, à l'échelle de l'exploitation. Les données ont été recueillies lors d'entretiens semi-directifs auprès d'un échantillon de 54 élevages laitiers d'Ille-et-Vilaine qui se sont déroulés en 2007 et 2009. Deux types de relation aux paysages agricoles ont été dégagés en fonction, principalement, du modèle de production adopté par l'éleveur. Le premier correspond aux éleveurs adhérant à un modèle " production " plus intensif pour lesquels la notion de paysage agricole renvoie avant tout aux contraintes productives de l'élevage et des parcelles agricoles. Pour les agriculteurs qui développent un modèle plus autonome, même si le paysage agricole est avant tout défini à partir des contraintes productives, d'autres ordres de contraintes sont davantage pris en compte comme les aspects esthétiques

Agriculture et biodiversité. Valoriser les synergies

Que sait-on aujourd'hui des impacts, positifs et négatifs, de l’agriculture sur la biodiversité ? Quels services la biodiversité peut-elle apporter à l’agriculture, et à quelle hauteur de performance ? Comment favoriser au champ les synergies entre agriculture et biodiversité ? Quels instruments de politiques publics, économiques et juridiques, faut-il mettre en place pour promouvoir ces interactions ? Ces questions ont mobilisé un groupe pluridisciplinaire d’experts (écologues, agronomes, microbiologistes, spécialistes de santé végétale, économistes, juristes, sociologues), de différentes institutions (Inra, CNRS, IRD, Universités, Ecoles supérieures agronomiques) en France et à l’étrange